Читальный зал -->  Полупроводниковая схемотехнология 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [ 85 ] 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

Рис. 16.13. Стабилизация отрицательного напряжения.

Рис. 16.14. Стабилизация двух симметричных относительно земли напряжений.

На рис. 16.4 была показана простейшая возможность одновременного получения положительного и отрицательного питающих напряжений. В этой схеме средняя точка выходной обмотки трансформатора заземлена. По этой причине отрицательное напряжение питания не может быть стабилизировано схемой, приведенной на рис. 16.13. в таких случаях используется специальный стабилизатор для отрицательной полярности напряжения. Он является комплементарным по отношению к схеме на рис. 16.10 и также выпускается в монолитном интегральном исполнении (например, серия 7900 или 79G). Возможность установки такого стабилизатора в схему источника питания показана на рис. 16.14.

16.3.4. СТАБИЛИЗАТОР С МАЛЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ПОТЕРЬ

Требуемое для нормальной работы интегрального стабилизатора минимальное падение напряжения на нем составляет ~ 3 В. Для некоторых специальных случаев применения эта величина слишком велика. При использовании стандартного схемного решения стабилизатора она принципиально не может быть снижена. Как следует из схемы на рис. 16.10, источник тока Ii должен обеспечивать ток коллектора транзистора дифференциального каскада 7 и базовый ток составного транзистора выходного каскада Г/, Ту. Для нормальной работы схемы источника тока

необходимо падение напряжения ~ 1,5 В. Остальная часть общего падения напряжения приходится на эмиттерные переходы транзисторов выходного каскада; эта величина также составляет около 1,5 В.

Существенного снижения падения напряжения на стабилизаторе можно достичь путем применения в выходном каскаде р-и-р-транзисторов. В этом случае коллекторный ток транзистора дифференциального каскада может непосредственно использоваться в качестве базового тока транзистора выходного каскада; при этом отпадает необходимость в источнике тока 1у. Схема такого стабилизатора приведена на рис. 16.15. Очевидно, что составной транзистор выходного каскада включен здесь по схеме с общим эмиттером. Вследствие возникающего в такой схеме дополнительного инвертирования фазы сигнала для управления выходным каскадом используется не транзистор 7, как в предыдущей схеме, а транзистор Tj. Минимальное падение напряжения на стабилизаторе равно напряжению насыщения коллектор-эмиттер транзистора Ту и не превыщает 1 в.

Более высокое по сравнению с эмиттерным повторителем выходное сопротивление оконечного каскада компенсируется в этой схеме тем, что выходной каскад имеет высокий коэффициент усиления по напряжению; последнее заметно повышает коэффициент петлевого усиления схемы стабилизатора.

Здесь могут использоваться те же методы ограничения тока стабилизатора, что

ит}л12

и в классической схеме на рис. 16.10. Для измерения тока служит резистор R, включенный в эмиттерную цепь выходного транзистора Tj. Подбором делителя напряжения на резисторах R и R также можно получить в этой схеме падающую выходную характеристику стабилизатора.

Для стабилизации отрицательных напряжений все транзисторы этой схемы должны быть заменены на транзисторы с противоположным типом проводимости. В этом случае выходной каскад выполняется на составном п-р-и-транзисторе. Такая схема может быть выполнена на базе интегральной технологии. На этой основе строятся схемы стабилизаторов отрицательных напряжений.

16.3.5. СТАБИЛИЗАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ, СИММЕТРИЧНЫХ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ

Для стабилизации симметричных относительно земли напряжений можно использовать, как показано на рис. 16.14, два независимых друг от друга стабилизатора напряжения. Однако бывают случаи, когда требуется, чтобы оба напряжения независимо от их абсолютной величины как можно более точно равнялись друг другу. Такое условие выполняется схемой, изображенной на рис. 16.16. Положительное выходное напряжение Ui стабилизируется любым известным методом с помощью операционного усилителя ОУ 1. Это напряжение используется в качестве опорного для стабилизации отрицательного напряжения С/д2- При этом усилитель ОУ 2 включен по инвертирующей схеме с вход-

Рис. 16.15. Стабилизатор напряжения с малым напряжением потерь.

и, = [1 (Rzim Uo op .

ным напряжением Ui- Тогда при R = Я* будет выполнено условие Иг = - toi-Так как напряжение на выходе усилителя ОУ 2 всегда отрицательно, а напряжение на его входе равно нулю, в качестве положительного напряжения питания усилителя ОУ 2 можно использовать нулевое напряжение. Необходимой предпосылкой здесь является то, что в операционных усилителях, например типа LM 301, предельная граница для напряжения синфазного сигнала, при котором усилитель остается в линейном режиме работы, равна положительному напряжению питания.

Получение симметричных стабилизированных напряжений из одного изолированного от общей точки входного напряжения

Часто при питании электронных устройств от батарей возникает задача получения из одного гальванически изолиро-

Рис. 16.16. Совмещенная схема стабилизации симметричных относительно земли напряжений. Операционные усилители типа SG 4194 фирмы Silicon General.

ванного нестабилизированного напряжения двух симметричных относительно общей точки (земли) стабилизированных напряжений. Для этого необходимо прежде всего при помощи одной из выщеописанных схем стабилизатора получить стабилизированное значение суммы этих напряжений. Далее используется вторая схема, обеспечивающая деление этого напряжения в желаемой пропорции. В принципе для этих целей мог бы подойти резисторный делитель напряжений, средняя точка которого соединена с общей точкой. Коэффициент деления напряжения такой схемы тем стабильнее, чем более низкоомными выбираются резисторы делителя. Это, однако, приводит к увеличению потерь мощности в делителе. Более целесообразным реще-нием является замена делителя напряжения двумя транзисторами, из которых всякий раз открывается тот, что находится с менее нагруженной стороны. Соответствующая такому решению схема изображена на рис. 16.17.

Делитель на резисторах Ry делит напряжение батареи С/ пополам. Он может быть высокоомным, так как нагружен только входным током покоя операционного усилителя. Если среднюю точку усилителя напряжения заземлить, то напряжение батареи LJj, фактически будет поделено на два равных по величине и противоположных по знаку выходных напряжения. Операционный усилитель сравнивает напряжение на выходе схемы с нулевым и поддерживает напряжение на своем выходе таким, чтобы разность сравниваемых напряжений равнялась нулю. Этот эффект досгагается благодаря действию обратной связи. Если, например, нагрузить положительный выход схемы на землю сильнее, чем отрицательный, то положительное на-

Рис. 16.17. Схема симметрирования гальванически изолированного от земли напряжения.

пряжение несколько уменьшится. Это приведет к некоторому снижению напряжения на входе операционного усилителя. Напряжение на выходе операционного усилителя при этом понизится так, что транзистор Г] запрется, а транзистор 7 откроется. Это приведет к компенсации изменения напряжений на положительном выходе схемы, в стационарном режиме ток через транзистор 7 достигнет такой величины, что оба выхода схемы окажутся одинаково нагруженными. Оба транзистора Ту и работают в этой схеме в качестве параллельных регуляторов напряжения, из которых только один находится в активном режиме.

При малой несимметрии токов нагрузки вместо транзисторов ТуТлТ можно использовать непосредственно транзисторы оконечного каскада операционного усилителя. Для этого его выход заземляется.

16.3.6. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ВЫВОДАМИ

Суммарное сопротивление R электрических проводов, соединяющих стабилизатор напряжения с нагрузкой, и электрических контактов может быть соизмеримо с низкоомной нагрузкой; при этом теряются преимущества низкоомного выхода стабилизатора напряжения. Нежелательного влияния Rl можно избежать, если включить сопротивление электрических проводов в контур обратной связи, т. е. измерять выходное напряжение как можно ближе к нагрузке. Этой цели служат измерительные выводы S* и S~ стабилизатора напряжения, изображенного на рис. 16.18. Для того чтобы сопротивления электрических проводов, подсоединяемых к этим выводам, не вносили дополнительной погрешности, необходимо свести к минимуму протекающие через них токи. Это означает, что резисторы делителя напряжения Ry и R2 должны быть достаточно высокоомными. Кроме того, следует учесть, что через провод S~ течет также входной ток покоя операционного усилителя.

Такой четырехпроводный метод стабилизации напряжения может быть реализо- ван в виде интегральной схемы. Клеммы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [ 85 ] 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.